[發明專利]一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法

有效

• 申請號: 201510058920.3
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104591177B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 沈丁;董偉;楊紹斌;王曉亮;王中將;張佳民;徐建波
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 李在川

1.一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)取適量氧化石墨和表面活性劑，分別加到無水乙醇中，溶液在30～60℃下超聲處理30～240min，然后過濾，將濾渣烘干，得到氧化石墨烯；再將氧化石墨烯放入微波爐或管式爐中在惰性氣體氣氛中進行熱處理，得到石墨烯；

其中，無水乙醇和氧化石墨的液固比為1mL：(0.05-0.2)g；表面活性劑加入質量為氧化石墨質量的0.5～3％；

(2)將石墨烯與去離子水混合均勻，再加入適量活化劑和粘結劑，攪拌成漿料，然后進行噴霧干燥造粒，得到微米級的含有活化劑的石墨烯微球；

(3)將適量石油瀝青溶解于煤油中，再加入含有活化劑的石墨烯微球，攪拌至混合均勻后，烘干，得到炭前驅體包覆的石墨烯微球；

(4)將炭前驅體包覆的石墨烯微球置于微波爐或管式爐中在惰性氣體氣氛中進行熱處理，得到自支撐三維多孔石墨烯復合微球。

2.根據權利要求1所述的一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉。

3.根據權利要求1所述的一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述濾渣的烘干溫度為60～80℃。

4.根據權利要求1所述的一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，微波爐的熱處理制度為：功率為600～1000W，頻率為2.45GHz，時間為2～30min；管式爐的熱處理制度為：由室溫以5-10℃/min的速率升溫至400～1000℃，并保溫0.2-5h，然后隨爐冷卻。

5.根據權利要求1所述的一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的活化劑為NaOH、KOH、Na₂CO₃或K₂CO₃；所述的粘結劑為葡萄糖、蔗糖或淀粉。

6.根據權利要求1所述的一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，去離子水與石墨烯的液固比為1mL：(0.4～0.6)g；活化劑與石墨烯的質量比為(0.5～4)：1；粘結劑與石墨烯的質量比為(0.05～0.2)：1。

7.根據權利要求1所述的一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，噴霧干燥造粒的條件為：進口溫度為105～150℃，出口溫度為70～90℃，噴霧壓力為0.5～2MPa，噴嘴直徑為0.3～0.7mm。

8.根據權利要求1所述的一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，煤油與石油瀝青的液固比為(5～10)mL：1g；石油瀝青與石墨烯微球的質量比為(0.1～0.3)：1。

9.根據權利要求1所述的一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，烘干溫度為200～300℃。

10.根據權利要求1所述的一種自支撐三維多孔石墨烯復合微球的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，微波爐的熱處理制度為：功率為600～1000W，頻率為2.45GHz，時間為0.2～1h；管式爐的熱處理制度為：由室溫以5-10℃/min的速率升溫至600～1200℃，再保溫0.5-6h，然后隨爐冷卻。